數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)原理與應(yīng)用

第1章　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)概述　1
1.1　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念　1
1.1.1　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的定義　1
1.1.2　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本原理　2
1.1.3　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)與其他指揮調(diào)度系統(tǒng)的區(qū)別　4
1.2　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類　5
1.3　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程　6
1.3.1　模擬集群移動(dòng)通信系統(tǒng)　7
1.3.2　國(guó)外數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀　12
1.3.3　國(guó)內(nèi)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展　14
1.3.4　數(shù)字集群的知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況　20
1.4　數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)　21
1.5　集群專網(wǎng)和共網(wǎng)　25
1.5.1　集群專網(wǎng)的特點(diǎn)和發(fā)展　25
1.5.2　集群共網(wǎng)的特點(diǎn)與發(fā)展　26
1.6　國(guó)內(nèi)外數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介　27
1.7　當(dāng)前集群移動(dòng)通信市場(chǎng)分析　29
1.7.1　國(guó)內(nèi)外主流數(shù)字集群通信制式比較　30
1.7.2　國(guó)內(nèi)集群移動(dòng)通信系統(tǒng)用戶分析　33
1.7.3　外產(chǎn)數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的市場(chǎng)分析　34
1.7.4　國(guó)產(chǎn)數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的市場(chǎng)分析　37
第2章　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)通信機(jī)制　40
2.1　集群移動(dòng)通信的電波傳播特性　40
2.1.1　表征衰落特性的常用數(shù)字特征　40
2.1.2　電波傳播特性　41
2.1.3　電波傳播特性的估算　45
2.2　集群方式　52
2.2.1　消息集群　52
2.2.2　傳輸集群　53
2.2.3　準(zhǔn)傳輸集群　54
2.3　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　54
2.3.1　射頻子系統(tǒng)　55
2.3.2　調(diào)度子系統(tǒng)　56
2.3.3　互聯(lián)子系統(tǒng)　57
2.4　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能　59
2.4.1　系統(tǒng)的常規(guī)功能　59
2.4.2　系統(tǒng)控制與管理功能　60
2.4.3　系統(tǒng)診斷和可靠性功能　60
2.4.4　其他服務(wù)功能　61
2.4.5　集群通信的工作過程　63
2.5　數(shù)字集群通信系統(tǒng)技術(shù)體制　64
2.5.1　數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)和選擇原則　65
2.5.2　同步機(jī)制　68
2.5.3　安全性　73
第3章　集群通信關(guān)鍵技術(shù)　75
3.1　多址方式　75
3.1.1　頻分多址　75
3.1.2　時(shí)分多址　76
3.1.3　碼分多址　78
3.1.4　空分多址　83
3.1.5　隨機(jī)多址　84
3.2　雙工方式　86
3.2.1　頻分雙工　86
3.2.2　時(shí)分雙工　87
3.3　信道共用技術(shù)　88
3.3.1　多信道共用的概念　88
3.3.2　多信道共用的特點(diǎn)　89
3.3.3　信道的自動(dòng)選擇方式　96
3.4　交換控制技術(shù)　98
3.5　信令技術(shù)　101
3.5.1　信令的分類　101
3.5.2　MPT-1327數(shù)字信令　103
3.5.3　LTR低速數(shù)字信令　105
3.6　控制方式　106
3.6.1　專用信道控制方式　107
3.6.2　非專用信道的分布控制方式　107
3.7　用戶鑒權(quán)　108
3.8　抗衰落技術(shù)　113
3.8.1　分集技術(shù)　113
3.8.2　分集合并技術(shù)　117
3.8.3　自適應(yīng)均衡技術(shù)　120
第4章　編碼、調(diào)制技術(shù)　123
4.1　語(yǔ)音編碼技術(shù)　123
4.1.1　語(yǔ)音編碼概述　123
4.1.2　規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)(RPE-LTP)編碼　128
4.1.3　碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(CELP)編碼　132
4.1.4　低時(shí)延碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(LD-CELP)編碼　137
4.1.5　激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼(QCELP)　140
4.1.6　矢量和激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(VSELP)編碼　144
4.1.7　代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(ACELP)編碼　147
4.1.8　增強(qiáng)型可變速率編碼(EVRC)　151
4.1.9　語(yǔ)音編碼的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)　158
4.1.10　典型語(yǔ)音編碼技術(shù)在集群通信中的運(yùn)用　164
4.2　信道編碼技術(shù)　167
4.2.1　信道編碼的發(fā)展概況　167
4.2.2　信道編碼的基本原理　171
4.2.3　線性分組編碼　174
4.2.4　交織編碼　183
4.2.5　卷積碼　184
4.2.6　塊交織　187
4.2.7　擾碼　188
4.3　信號(hào)調(diào)制　190
4.3.1　調(diào)制的概念　191
4.3.2　調(diào)制的分類與作用　191
4.3.3　線性調(diào)制系統(tǒng)　193
4.3.4　非線性調(diào)制系統(tǒng)　194
4.4　數(shù)字信號(hào)的調(diào)制　194
4.4.1　頻移鍵控(FSK)調(diào)制　196
4.4.2　最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制　197
4.4.3　高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制　199
4.5　數(shù)字相位調(diào)制　202
4.5.1　絕對(duì)相移鍵控(BPSK)和相對(duì)相移鍵控(DPSK)調(diào)制　202
4.5.2　QPSK、OQPSK、p/4-QPSK和p/4-DQPSK調(diào)制　205
4.6　正交振幅調(diào)制(QAM)　214
第5章　數(shù)字集群通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組織　220
5.1　移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量指標(biāo)　220
5.2　移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量預(yù)測(cè)　222
5.2.1　系統(tǒng)用戶量預(yù)測(cè)　222
5.2.2　系統(tǒng)話務(wù)量估算　223
5.2.3　無線信道呼損率與信道數(shù)的估算　224
5.3　數(shù)字集群核心網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃　224
5.4　數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)　227
5.4.1　工程設(shè)計(jì)總體要求　227
5.4.2　交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)　227
5.4.3　無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)　228
5.4.4　傳輸信道質(zhì)量分析　229
5.5　工程設(shè)計(jì)中的其他問題　233
5.6　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)　236
5.7　集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)　239
5.7.1　集中控制方式集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　239
5.7.2　分散控制方式集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　242
5.8　典型地鐵TETRA集群通信系統(tǒng)組網(wǎng)　243
5.9　集群通信設(shè)備安裝工程驗(yàn)收方法　246
5.9.1　設(shè)備安裝前的檢查　246
5.9.2　天線鐵塔的檢驗(yàn)　247
5.9.3　天線及天饋線的檢驗(yàn)　247
5.9.4　機(jī)架與電纜走道的檢驗(yàn)　248
5.9.5　信號(hào)線及電源線的檢驗(yàn)　249
5.9.6　設(shè)備通電檢查　250
5.9.7　天饋線系統(tǒng)的檢驗(yàn)　250
5.9.8　單機(jī)驗(yàn)收　251
5.9.9　通道驗(yàn)收、接地電阻及避雷器驗(yàn)收　252
5.9.10　驗(yàn)收　253
第6章　iDEN數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)　256
6.1　iDEN數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)概況　256
6.2　iDEN系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)　258
6.3　iDEN系統(tǒng)的技術(shù)體制　260
6.3.1　iDEN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　260
6.3.2　iDEN系統(tǒng)的接口　262
6.3.3　同步要求　268
6.3.4　編號(hào)要求　268
6.3.5　無線分組交換技術(shù)　269
6.3.6　其他關(guān)鍵技術(shù)　273
6.4　iDEN系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)　274
6.5　iDEN系統(tǒng)的虛擬專用網(wǎng)機(jī)制　276
6.6　iDEN系統(tǒng)的定位導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)　280
6.7　iDEN系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化　283
6.8　上海中衛(wèi)國(guó)脈iDEN數(shù)字集群通信系統(tǒng)　286
6.8.1　綜合營(yíng)賬系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成及結(jié)構(gòu)　287
6.8.2　iDEN.VPN在國(guó)脈iDEN綜合營(yíng)賬系統(tǒng)中的應(yīng)用　289
6.9　iDEN-EL小型數(shù)字集群系統(tǒng)　292
第7章　TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)　295
7.1　概述　295
7.1.1　TETRA系統(tǒng)的發(fā)展歷程　295
7.1.2　TETRA系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)　296
7.1.3　TETRA系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用　299
7.2　TETRA標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介　301
7.3　TETRA系統(tǒng)的技術(shù)體制　308
7.3.1　TETRA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　308
7.3.2　TETRA系統(tǒng)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)　310
7.3.3　TETRA系統(tǒng)的信道編碼　319
7.3.4　TETRA系統(tǒng)的無線傳輸　323
7.3.5　信令流程分析　324
7.3.6　同步體制　327
7.3.7　強(qiáng)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體制　327
7.4　用戶號(hào)碼及編號(hào)計(jì)劃　329
7.4.1　TETRA系統(tǒng)的用戶號(hào)碼　329
7.4.2　號(hào)碼的規(guī)劃和分配　331
7.4.3　編號(hào)計(jì)劃和要求　331
7.4.4　我國(guó)TETRA系統(tǒng)的典型編號(hào)應(yīng)用方案　332
7.5　TETRA系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)　335
7.5.1　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)的虛擬專用網(wǎng)概述　336
7.5.2　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)的功能　336
7.5.3　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)的組網(wǎng)方法　338
7.5.4　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)　340
7.6　TETRA系統(tǒng)安全技術(shù)　341
7.6.1　TETRA系統(tǒng)安全技術(shù)體制　342
7.6.2　TETRA系統(tǒng)的安全體系　347
7.6.3　TETRA系統(tǒng)的安全技術(shù)進(jìn)展　350
7.7　TETRA系統(tǒng)終端　350
7.7.1　TETRA終端的發(fā)展　350
7.7.2　TETRA系統(tǒng)終端的發(fā)展理念　352
7.8　TETRA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)　353
7.8.1　TETRA系統(tǒng)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)　354
7.8.2　短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)　357
7.9　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)在軌道交通指揮調(diào)度中的應(yīng)用　360
7.9.1　TETRA在天津輕軌指揮調(diào)度系統(tǒng)中的運(yùn)用　361
7.9.2　TETRA在中國(guó)臺(tái)灣省高速鐵路指揮調(diào)度系統(tǒng)中的運(yùn)用　363
7.10　TETRA系統(tǒng)在天津水利通信專網(wǎng)中的運(yùn)用　367
7.11　Dimetra數(shù)字集群通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介　370
7.12　TETRA在公安業(yè)務(wù)中的運(yùn)用　372
7.13　TETRA數(shù)字集群與指揮中心的無縫連接　376
第8章　GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)　380
8.1　GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)概述　380
8.2　技術(shù)特性　381
8.2.1　系統(tǒng)的基本特性　381
8.2.2　GoTa系統(tǒng)的接口信令擴(kuò)充　383
8.2.3　頻率再用技術(shù)　384
8.2.4　信道共享技術(shù)　385
8.2.5　GoTa系統(tǒng)呼叫建立流程　387
8.3　GoTa系統(tǒng)組成　388
8.3.1　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　389
8.3.2　調(diào)度服務(wù)子系統(tǒng)　389
8.3.3　基站子系統(tǒng)　391
8.3.4　終端　392
8.4　GoTa系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及運(yùn)營(yíng)模式　393
8.4.1　系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)　393
8.4.2　集群調(diào)度虛擬專用網(wǎng)策略　397
8.4.3　系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式　400
8.5　GoTa系統(tǒng)的安全機(jī)制　405
8.5.1　GoTa的安全加密目標(biāo)　405
8.5.2　加密原則和措施　405
8.5.3　安全加密方案　406
8.6　GoTa系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程　407
第9章　GT-800數(shù)字集群通信系統(tǒng)　411
9.1　GT-800數(shù)字集群通信系統(tǒng)概述　411
9.1.1　GT-800系統(tǒng)簡(jiǎn)介　411
9.1.2　GT-800系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)　414
9.2　GT-800系統(tǒng)的技術(shù)體制　416
9.2.1　GT-800系統(tǒng)的技術(shù)演進(jìn)　416
9.2.2　GT-800的技術(shù)創(chuàng)新　418
9.2.3　GT-800集群通信系統(tǒng)的解決方案　420
9.2.4　接口與信令　421
9.2.5　GT-800的幀結(jié)構(gòu)特性　422
9.2.6　信道共享技術(shù)　424
9.2.7　語(yǔ)音編碼技術(shù)　426
9.2.8　GT-800快速呼叫方式　429
9.3　GT-800系統(tǒng)組成　431
9.3.1　網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)　431
9.3.2　基站子系統(tǒng)　433
9.3.3　系統(tǒng)終端　434
9.3.4　操作維護(hù)子系統(tǒng)　438
9.4　GT-800系統(tǒng)覆蓋增強(qiáng)技術(shù)　438
9.5　GT-800系統(tǒng)的安全機(jī)制　440
9.5.1　雙向身份鑒權(quán)機(jī)制　441
9.5.2　空中接口信息加密機(jī)制　442
9.5.3　信令保護(hù)機(jī)制　442
9.5.4　端到端加密機(jī)制　443
9.5.5　密鑰管理機(jī)制　444
9.6　GT-800系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)　447
9.6.1　MVPN移動(dòng)虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)　448
9.6.2　集群調(diào)度業(yè)務(wù)　449
9.6.3　調(diào)度臺(tái)業(yè)務(wù)　450
9.6.4　其他業(yè)務(wù)　451
9.7　GT-800集群的應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展　452
9.7.1　我國(guó)的應(yīng)急通信發(fā)展需求　452
9.7.2　GT-800集群應(yīng)急通信功能的實(shí)現(xiàn)　455
9.7.3　GT-800符合應(yīng)急通信未來的發(fā)展趨勢(shì)　457
第10章　GSM-R數(shù)字集群通信系統(tǒng)　460
10.1　GSM-R數(shù)字集群通信系統(tǒng)概述　460
10.1.1　GSM-R系統(tǒng)的發(fā)展　460
10.1.2　GSM-R技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)　461
10.2　GSM-R技術(shù)特性　463
10.3　GSM-R系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)　465
10.4　系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)　466
10.4.1　指揮調(diào)度業(yè)務(wù)　466
10.4.2　功能尋址　467
10.4.3　依賴位置的尋址(LDA)　469
10.4.4　多層次搶占和預(yù)清除(eMLPP)功能　470
10.4.5　語(yǔ)音廣播業(yè)務(wù)　471
10.4.6　組呼業(yè)務(wù)(VGCS)　472
10.5　智能網(wǎng)在GSM-R系統(tǒng)中的應(yīng)用策略　473
10.5.1　智能網(wǎng)在GSM-R系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)　473
10.5.2　GSM-R系統(tǒng)移動(dòng)智能網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)　474
10.6　無線列調(diào)通信方式　476
10.7　GSM-R系統(tǒng)的控制方式　477
10.8　GSM-R系統(tǒng)與GT-800系統(tǒng)的組網(wǎng)運(yùn)用　478
10.8.1　網(wǎng)絡(luò)融合項(xiàng)目　479
10.8.2　GT-800與GSM-R組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)　480
10.9　GSM-R在青藏線上的應(yīng)用　482
10.9.1　青藏鐵路通信系統(tǒng)的規(guī)劃　482
10.9.2　青藏鐵路GSM-R系統(tǒng)建設(shè)方案　483
10.9.3　無線列調(diào)通信的解決方案　486
10.9.4　青藏鐵路GSM-R系統(tǒng)性能分析　490
縮略語(yǔ)　492
參考文獻(xiàn)　509